26 Oktober 2017

(1)

Seminar Nasional Biologi dan Pembelajaran Biologi

Biodiversitas Kepulauan Maluku dan Pemanfaatannya dalam menunjang Pembelajaran Biologi

26 Oktober 2017

(2)

ISBN 978-602-18237-1-2

PROSIDING

SEMINAR NASIONAL BIOLOGI DAN PEMBELAJARAN BIOLOGI 2017

“

“Biodiversitas Kepulauan Maluku dan Pemanfaatannya dalam menunjang Pembelajaran Biologi”

Ambon, 26 Oktober 2017

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI JURUSAN PENDIDIKAN MIPA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS PATTIMURA

2017

(3)

ISBN 978-602-18237-1-2 Seminar Nasional Biologi & Pembelajaran Biologi Kaihena, dkk. Ambon, 26 Oktober 2017

106 Potensi Antibakteri Streptomyces spp yang DiIsolasi dari Tanah Sekitar Kampus Universitas

Pattimura Ambon Terhadap Escherichia coli

Martha Kaihena¹, Victoria Febiola Patty¹, dan Josep Pagaya¹

1Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Pattimura

Abstrak

Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi Streptomyces spp. dari tanah di sekitar Kampus Poka Universitas Pattimura dan menguji kemampuan antimikroba yang dihasilkan terhadap Escherichia coli.

Analisis dilakukan dengan cara pengamatan secara makroskopis (bentuk dan warna koloni). Setelah itu dilanjutkan dengan Pewarnaan Gram, Pewarnaan Tahan Asam dan Uji Katalase. Analisis uji antimkroba dilanjutkan dengan mengukur zona hambat yang terbentuk di sekitar potongan agar isolat Streptomyces spp. Dari 3 sampel tanah yang diambil dari Sekitar Kampus Poka Universitas Pattimura Ambon diperoleh 6 isolat Streptomyces spp. yaitu ISH, ISP1, ISP2, ISP3, ISA1, dan ISA2. Keenam isolat ini dapat menghambat Escherchia coli, dengan diameter zona hambat terbesar adalah 33,33 mm, dan yang terkecil adalah 26,33 mm. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang proses atau mekanisme penghambatan dari Streptomyces spp. terhadap E. coli dan bakteri patogen lainnya. Dalam upaya mendapatkan isolat Streptomyces spp. yang lebih baik, perlu dilakukan perbandingan lokasi pengambilan sampel pada kondisi lingkungan yang berbeda.

Kata-kata kunci: Streptomyces spp, Uji Antimikroba, Escherchia coli.

PENDAHULUAN

Negara Indonesia merupakan negara yang beriklim tropis sehingga sering terjadi kasus berbagai penyakit infeksi yang disebabkan mikroorganisme. Oleh sebab itu, penggunaan antibiotik menduduki persentase tertinggi dalam pemakaian obat-obatan. Selain memiliki arti penting di bidang kesehatan manusia, antibiotik juga digunakan di bidang kedokteran hewan untuk mengobati penyakit infeksi dan untuk meningkatkan pertumbuhan hewan ternak. Antibiotik diaplikasikan juga dalam bidang pertanian untuk meningkatkan hasil-hasil pertanian. Melihat kenyataan ini dan mengingat adanya kemungkinan mikroorganisme akan resisten/kebal terhadap antibiotik tertentu, maka penelitian untuk peningkatan dan pengembangan antibiotik sampai saat ini masih tetap dilakukan.

Kebutuhan antibiotik baru masih sangat diperlukan, terutama yang efektif melawan bakteri resisten, virus, protozoa, fungi dan tumor (Suwandi, 1993). Infeksi-infeksi serius akibat bakteri yang menjadi resisten karena terbiasa menggunakan antibiotik telah menjadi masalah utama kesehatan global pada abad ke-21 (Alanis, 2005 dikutip oleh Ceylan et al, 2008).

(4)

107 Resistensi mikroba yang timbul akibat adanya mutan-mutan baru, mengakibatkan antibiotik tidak bisa digunakan sesuai dosis anjurannya, karena tidak lagi efektif. Kalau dipaksakan untuk tetap digunakan, dosis yang digunakan harus lebih tinggi. Namun, apabila hal ini dilakukan, dapat mengakibatkan efek samping yang tidak dikehendaki seperti nyeri perut, demam, pembengkakan hati, berkurangnya sekresi ginjal, dan lain-lain. Dengan demikian, perlu dicari galur antimikroba baru yang menghasilkan antibiotik dengan potensi lebih tinggi dalam membunuh mikroba patogen.

Borodina et al. (2005) dan Lestari (2001) yang dikutip oleh Dharmawan dkk (2009) menyatakan bahwa, Streptomyces sangat menarik perhatian para ahli bakteriologi karena kemampuannya dalam mensintesis metabolit sekunder berupa bahan antimikroba atau antibiotik.

Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi Streptomyces spp. dari tanah di sekitar Kampus Poka Universitas Pattimura Ambon dan menguji kemampuan antimikroba yang dihasilkan, terhadap Escherichia coli.

BAHAN DAN METODE

Pengambilan sampel tanah untuk isolasi Streptomyces dilakukan di sekitar kampus Poka Universitas Pattimura Ambon. Sedangkan Isolasi dan pengujian daya hambat terhdap E.coli dilakukan di Laboratorium Mikrobiologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Pattimura Ambon.

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Sampel tanah, media Trypticase Soy Agar (TSA), Media Nutrient Broth (NB), media Nutient Agar (NA), alkohol 70%, aquades, aluminium foil, kertas pembungkus, kertas label, kertas cakram, kertas saring, tissue, kapas steril, spirtus, larutan iodium Gram, safranin, Carbol Fuchsin, methylene blue, etanol 95%, H2O2 3 %, minyak imersi, ungu Kristal, bakteri indikator (Escherichia coli dan Staphylococcus aureus), Tetracyclin.

Prosedur Kerja

1) Sterilisasi Alat dan Bahan

Semua alat yang akan digunakan disterilkan terlebih dahulu. Alat-alat yang terbuat dari gelas dicuci dengan detergen dan bilas dengan air sampai bersih. Kemudian gelas ukur dan erlenmeyer ditutup dengan kertas aluminium, tabung reaksi disumbat dengan kapas steril sedangkan alat-alat gelas lainnya dibungkus dengan kertas pembungkus (Ristiati dan Muliadihardja, 2008). Selanjutnya alat-alat tersebut disterilkan dalam autoklaf pada suhu 121º C selama 15 menit.

(5)

108 2) Pengambilan Sampel

Pengambilan sampel dilakukan dengan menggunakan pipa paralon dengan kedalaman 0-15 cm secara random sampling. Sampel tanah dimasukkan ke dalam polibag, diberi label, kemudian dibawa ke laboratorium. Sampel tanah dikeringanginkan kemudian disaring menggunakan saringan dengan diameter lubang 1000 µm (Widawati dkk, 2008), selanjutnya sampel tanah tersebut dipanaskan pada suhu 60^oC selama 20 menit di dalam oven untuk mengurangi pertumbuhan bakteri lain.

3) Isolasi

a. Pembuatan Media

Media TSA ditimbang sebanyak 40 gram dan ditambahkan 1 liter aquadest steril. Kemudian panaskan hingga larut di atas hot plate. Setelah itu media disterilisasi dalam autoklaf pada suhu 121º C selama 15 menit.

b. Pengenceran Suspensi

Isolasi bakteri Streptomyces spp. yang berasal dari tanah dilakukan dengan teknik agar sebar.

Timbang 1 gram tanah, masukkan ke dalam 9 ml larutan aquades steril dalam tabung reaksi, kemudian dikocok dengan menggunakan vortex, diperoleh seri pengenceran 10^-1 (Purwaningsih, 2005). Pipet 1 ml suspensi dari seri pengenceran 10^-1dan dimasukkan ke dalam 9 ml aquades steril, sehingga diperoleh seri pengenceran 10^-2. Pengenceran dilanjutkan hingga diperoleh seri pengenceran 10^-5 (Pelczar Jr. et al, 1993 dikutip oleh Dharmawan dkk, 2009).

c. Isolasi Streptomyces spp.

Pipet masing-masing 1 ml suspensi dari 3 pengenceran terakhir , yaitu pengenceran 10^-3 hingga 10^-5 (Pradika, 2008). Sebar di media TSA sebagai media dasar, kemudian ratakan dengan batang penyebar. Inkubasi pada temperatur kamar (27ô - 28ô C) selama 5 – 7 hari (Purwaningsih, 2005). Koloni bakteri yang diduga sebagai Streptomyces dan berbeda satu sama lain, dipisahkan dengan ditanam kembali pada media dalam cawan petri. Selanjutnya inkubasi pada suhu 25ôC selama 5 – 7 hari (Dharmawan dkk, 2009).

(6)

109 4) Karakterisasi Isolat Streptomyces spp.

Koloni yang diduga sebagai Streptomyces kemudian dikarakterisasi secara makroskopis (bentuk dan warna koloni). Setelah itu dilanjutkan dengan pewarnaan Gram, pewarnaan tahan asam dan uji katalase (Dharmawan dkk, 2009).

5) Penyiapan Bakteri Uji 1. Pembuatan Media a. Media Nutrien Agar (NA)

Timbang media NA sebanyak 5g (20 gr dalam 1000 ml akuadest steril), campurkan dengan akuadest steril 250 ml, kemudian panaskan di atas hot plate. Setelah itu media disterilisasi dalam autoclave pada suhu 121^OC dengan tekanan 1 atm selama 15 menit (Pratiwi, 2008).

b. Media Nutrien Broth (NB)

Sebanyak 0,2g media NB (8g dalam 1000 ml akuadest steril) dicampurkan dengan akuades steril sebanyak 25 ml dan dipanaskan di atas hot plate. Pipet masing-masing 5 ml ke dalam 5 tabung reaksi. Setelah itu media disterilkan dalam autoclave pada suhu 121^OC dengan tekanan 1 atm selama 15 menit (Pratiwi, 2008).

2. Isolasi Bakteri Uji

Penanaman bakteri uji dilakukan dengan teknik agar sebar. Encerkan 1 mata ose suspensi bakteri uji yaitu Escherichia coli, yang telah diperemajakan. Masukan biakan tersebut ke dalam media 5 ml Nutrient Broth (NB) dan divortex sampai homogen, kemudian dibandingkan kekeruhannya dengan standard McFarland yang setara dengan 10⁶ sampai dengan 10⁸ sel/ml. Pipet masing-masing 0,1 ml inokulum suspensi ke dalam cawan Petri yang telah berisi medium NA, kemudian ratakan dengan batang penyebar.

6) Uji Daya Hambat Isolat Streptomyces spp.

Potongan koloni Streptomyces dengan diameter 0,5 cm diuji produktivitas antibiotiknya dengan cara meletakkannya pada media agar yang telah diinokulasi dengan bakteri indikator, kemudian diinkubasi selama 5 – 7 hari pada suhu 37^oC (Suwandi, 1993; Lay dan Hastowo, 1994 dikutip oleh

(7)

110 Dharmawan dkk, 2009). Petunjuk adanya aktivitas antibiotik dapat dilihat dengan adanya zona hambat di sekitar potongan agar (Suwandi, 1993).

Untuk kontrol positif, digunakan kertas cakram dengan diameter 0,5 cm yang mengandung antibiotik tetracyclin konsentrasi 30 µg/l yang dibuat dengan meresapkan tetracyclin pada kertas cakram yang ditambahkan sedikit air kemudian dimasukkan ke dalam oven suhu 40^oC sampai semua airnya menguap (Dharmawan dkk, 2009). Untuk kontrol negatif, digunakan kertas cakram dengan diamater 0,5 cm yang mengandung aquades steril.

7) Pengukuran Diameter Zona Hambat

Diukur diameter zona hambat yang terbentuk di sekitar biakan Streptomyces dengan menggunakan kaliper dan dibandingkan dengan kontrol. Pengulangan dilakukan tiga kali pada setiap perlakuan dan kontrol (Dharmawan dkk, 2009).

HASIL DAN PEMBAHASAN

1. Isolasi Streptomyces spp.

Isolat-isolat ini diberi nama sesuai lokasi pengambilan sampel yaitu Isolat Streptomyces Hukum (ISH), Isolat Streptomyces Pertanian 1 (ISP1), Isolat Streptomyces Pertanian 2 (ISP2), Isolat Streptomyces Pertanian 3 (ISP3), Isolat Streptomyces Audiotorium 1 (ISA1), dan Isolat Streptomyces Audiotorium 2 (ISA2) (Tabel 1).

Tabel 1. Pengamatan Makroskopis (koloni) Isolat Streptomices spp

(8)

111 2. Pewarnaan Gram

Keenam isolat Streptomyces spp. yang didapat tergolong bakteri Gram positif ditunjukan dengan warna ungu pada apusan yang diamati dengan menggunakan mikroskop, setelah dilakukan Uji Pewarnaan Gram. Menurut Dharmawan dkk (2009), Streptomyces banyak ditemukan di tanah alami, memiliki kemampuan membentuk spora dan tergolong dalam bakteri Gram positif.

3. Pewarnaan Tahan Asam

Keenam isolat Streptomyces spp. yang didapat tergolong bakteri tidak tahan asam ditunjukan dengan warna biru pada apusan yang diamati dengan menggunakan mikroskop, setelah dilakukan Uji Pewarnaan Tahan Asam. Berdasarkan identifikasi yang dilakukan oleh Aninda dkk (2002), Streptomyces termasuk bakteri tidak tahan asam. Hasil penelitian morfologi dan karakteristik lima isolate. Streptomyces dari tanah di sekitar kampus Unud Bukit-Jimbaran, menunjukan bakteri ini tergolong bakteri yang tidak tahan asam (Nuri dkk, 2012).

4. Uji Katalase

Uji Katalase pada keenam isolat Streptomyces spp. yang didapat menunjukan bahwa isolat ini katalase positif, terlihat pada buih yang dihasilkan setelah isolat ditetesi dengan cairan H2O2 3%. Dari hasil identifikasi beberapa penelitian bakteri Streptomyces tergolong dalam bakteri yang katalase positif (Dharmawan dkk., 2009; Asolkar et al., 2002).

5. Uji Daya Hambat Isolat Streptomyces spp. Terhadap Ecserichia coli

Hasil uji daya hambat isolat Streptomyces spp terhadap E. coli ditunjukan pada Tabel 2 berikut:

Tabel 2. Hasil Uji Daya Hambat Isolat Streptomyces terhadap E. coli

(9)

112 Zona hambat yang terbentuk di sekitar potongan agar isolat Streptomyces menunjukkan isolat yang diperoleh memiliki aktivitas antibiotik sehingga mampu menghambat bakteri E. coli, dengan ukuran zona hambat yang hampir sama dengan zona hambat kontrol positif. Dari hasil pengamatan, Streptomyces bersifat antagonis terhadap bakteri E. coli. Bakteri antagonis merupakan suatu jasad renik yang dapat menekan atau menghambat mikroba lainnya (Tasnim dkk, 2013). Hal ini dapat dilihat dari zona hambat yang terbentuk, seperti terlihat pada Gambar 1.

Kemampuan Streptomyces sebagai mikroba antagonis dalam menghambat bakteri E. coli diduga akibat adanya kandungan senyawa antibakteri yang dihasilkan. Menurut Bahi & Idroess (2013), Streptomyces sp. mampu menghasilkan 3 senyawa metabolit sekunder yaitu reduktiomisin, asam 2,3- dihidroksibenzoat, dan asam indole-3-karboksilat. Dari uji antimikroba, senyawa reduktiomisin bersifat bioaktif terhadap bakteri, jamur dan sitotoksik terhadap Artemia salina.

Isnaeni (2005) mengungkapkan bahwa Streptomyces griseus ATCC 10137 secara alami dapat memproduksi antibiotika golongan aminoglikosida (AAG) berinti. streptidin streptomisin yang memiliki daya hambat terhadap bakteri Gram positif dan Gram negatif.

Tasnim dkk (2013), mengemukakan bahwa Streptomyces merupakan bakteri yang termasuk golongan Actinomycetes, dimana golongan ini mampu menghasilkan enzim hidrolitik ekstraseluler (enzim khitinase dan β 1,3-glukanase) dan antibiotik yang mampu menghambat mikroba patogen.

Gambar 1. Zona Hambat Streptomices spp hasil isolasi terhadap E. coli.

(10)

113 Menurut Jawetz et al. (1996) dikutip oleh Dharmawan dkk (2009), mekanisme terpenting dari kerja antibiotik terhadap sel bakteri adalah menghambat sintesa protein dan asam nukleat. Selain mekanisme tersebut aktivitas antibiotik juga meliputi perusakan dan penghambatan pembentukkan dinding sel, perubahan permeabilitas sel target dan penghambatan kerja enzim yang berperan dalam pertumbuhan bakteri.

Hasil pengukuran diameter zona hambat menunjukan adanya perbedaan respon hambatan pada tiap isolat Streptomyces terhadap E. coli. Adanya variasi besarnya zona hambat yang diperoleh dalam penelitian disebabkan oleh perbedaan sifat dari bakteri uji yang digunakan baik secara morfologi dan fisiologi (Glazer and Nikaido, 1998 ; dan Paradkar et al., 2001 dikutip oleh Dharmawan, 2009).

Selain itu variasi respon hambatan kemungkinan disebabkan bakteri uji telah resisten terhadap Streptomyces. Menurut Jawetz et al (1996) yang dikutip oleh Dharmawan (2009), mekanisme resistensi disebabkan oleh adanya mutasi kromosom bakteri yang mengalami perubahan reseptor P12 pada ribosom 30S. Resistensi ditimbulkan oleh adanya plasmid-perantara yang menyebabkan perusakan antibiotik oleh enzim yang dihasilkan. Respon hambatan pertumbuhan yang berbeda-beda ini juga bisa disebabkan oleh senyawa metabolit sekunder yang dihasilkan oleh masing – masing isolat Streptomyces memiliki struktur kimia, komposisi dan kandungan atau konsentrasi yang berbeda dengan antibiotik kontrol.

KESIMPULAN

Berdasarkan hasil, dapat disimpulkan bahwa :

1. Dari 3 sampel tanah Kampus Poka Universitas Pattimura diperoleh 6 isolat Streptomyces spp.

yaitu ISH, ISP1, ISP2, ISP3, ISA1, dan ISA2. Keenam isolat ini dapat menghambat bakteri E.

coli.

2. Diameter zona hambat terbesar isolat Streptomyces spp. terhadap bakteri E. coli adalah 33,33 mm, dan yang terkecil adalah 26,33 mm.

SARAN

1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang proses atau mekanisme penghambatan dari Streptomyces spp. terhadap E. coli dan bakteri patogen lainnya.

2. Dalam upaya mendapatkan isolat Streptomyces spp. yang lebih baik, perlu dilakukan perbandingan lokasi pengambilan sampel pada kondisi lingkungan yang berbeda.

(11)

114 DAFTAR PUSTAKA

Bahi, M. dan Idroes, R. 2013. Isolasi Antibiotik Reduktiomisin dari Bakteri Streptomyces sp. Jurnal Kedokteran Hewan 7 (2) : 129 – 131.

Ceylan, O, Okmen, G,and Ugur, A. 2008. Isolation of Soil Streptomyces As Source Antibotics Active Againts Antibiotic-Resistant Bacteria. EurAsian Journal of BioSciences Volume 2, Hal.: 73 – 82.

Dharmawan, I Wayan Eka, Retno Kawuri, Made Susun Parwanayoni. 2009. Isolasi Sterptomyces spp.

pada Kawasan Hutan Provinsi Bali serta Uji Daya Hambatnya terhadap Lima Strain Diarrheagenic Escherichia coli. Jurnal Biologi Volume XIII,Nomor 1, Hal.: 1-6.

Isnaeni. 2005. Bioautografi Antibiotika Hasil Fermentasi Mutan Streptomyces griseus ATCC 10137.

Majalah Farmasi Airlangga, Volume 5, Nomor 1.

Lay, Bibiana. W. 1994. Analisa Mikroba di Laboratorium. Edisi I. Cetakan I. PT Raja Grafindo Persada:

Jakarta.

Listari, Yuli. 2009. Evektivitas Penggunaan Metode Pengujian Antibiotik Isolat Sterptomyces dari Rizosfer Familia Poaceae terhadap Escherichia coli. Skripsi. Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Muhammadiyah: Surakarta

Nurkanto, Arif. 2007. .Identifikasi Aktinomisetes Tanah Hutan Pasca Kebakaran Bukit Bangkirai Kalimantan Timur dan Potensinya Sebagai Pendegradasi Selulosa dan Pelarut Fosfat.

BIODIVERSITAS Volume 8, Nomor 4, Hal.: 314-319

Purwaningsih, Sri. 2005. Isolasi, Enumerasi, dan Karakterisasi Bakteri Rhizobium dari Tanah Kebun Biologi Wamena, Papua. BIODIVERSITAS Volume 6, Nomor 2, Hal.: 82-84.

Suwandi, Usman. 1993. Skrining Mikroorganisme Penghasil Antibiotik. Cermin Dunia Kedokteran, No.

89. Pusat Penelitian dan Pengembangan PT Kalbe Farma : Jakarta.

Tasnim, S., Kawuri, R.,Astiti, N. P. A. 2013. Efektivitas Daya Hambat Bakteri Streptomyces sp.

terhadap Erwina sp. Penyebab Penyakit Busuk Rebah pada Tanaman Lidah Buaya (Aloe barbadensi Mill). Jurnal Simbiosis I (1) : 21 – 27